Контрольні запитання

1. Що таке магнітне поле? Назвіть основні властивості магнітного поля? Чим відрізняється магнітне поле від електростатичного? Як це продемонструвати?

2. Як потрібно розташувати стальний стержень в магнітному полі Землі, щоб його намагнітити?

3. Є два абсолютно однакових стальних стержні. Один з них - намаг­нічений. Як визначити, який із цих стержнів намагнічений, якщо в вашому розпорядженні немає ніяких допоміжних засобів?

4. Чому корпус компаса виготовляють з алюмінію, пластмаси, але не з заліза?

5. Стальний корпус суден морських суден намагнічується в магнітному полі Землі. Міни, які плавають в морі, вибухають, коли до них наближа­ється таке судно. Щоб зберегти корабель від мін, його корпус оббивають кабелем із струмом. У чому суть такого захисту судна?

6. Назвіть основні властивості магнітного поля. Підберіть декілька своїх власних варіантів фізичних дослідів, які, на вашу думку, можна було б провести на перших уроках з теми: «Магнітні властивості речовини»

Лабораторна робота № 9 Демонстраційний експеримент на тему

“Магнітне поле струму”

О сновні частини набору "Трансформатор універсальний":

а) магнітопровід в зборі;

б) котушка 220 В;

в) котушка 6/6 В;

г) два наконечники конусоподібної форми;

д) котушка електро-зварювального апарата;

е) два електроди;

ж) кільце мідне;

з) кільце алюмінієве:

і) котушка плоска;

к) перехідник.

Дослід 1. Магнітне поле котушки зі струмом

П ід’єднавши котушку 220 В до джерела постійного струму 4-5 В через перехідну колодку, установити магнітну стрілку поблизу котушки. Розташувати котушку так, щоб магнітна вісь її була перпендикулярна до напрямку магнітного меридіана. При вмиканні струму магнітна стрілка повертається в напрямку осі котушки. Дослід дозволяє визначити магнітні полюси котушки і зміну напрямку магнітного поля в залежності від напрямку струму у витках котушки.

Дослід 2. Дія магнітного поля на провідник зі струмом.

Д ля демонстрації дії магнітного поля на провідник зі струмом можна провести такі досліди:

А. Взаємодія двох котушок.

Під’єднати котушку 220 В із ярмом, перехідну колодку провідника до джерела постійного струму 10-20 В. Візьміть котушку-моток (кмм) і під’єднайте її провідники до джерела постійного струму напругою 4-6 В. При замиканні вимикача котушка-моток відштовхнеться чи притягнеться до котушки 220 В.

Змінивши напрямок струму в котушці 220 В і котушці-моток (відповідно перемкнувши виходи), продемонструйте відштовхування і притягання котушок у залежності від напрямку струму в них.

Б . Поворот котушки зі струмом у магнітному полі.

Встановіть на магнітопровіді котушку 220 В і закріпіть на магнітопровіді конусні наконечники. Для цього поставте на шліфувальних площинах магнітопроводу призматичну частину наконечників і закрипіть їх за допомогою затискачів 4; вставивши пластини затискача виступами в пази планок магнітопроводу, ввертаючи гвинт, затисніть наконечник до магнітопроводу і потім закрутіть контргайки. Проміжок між площинами наконечників повинен забезпечити вільне обертання котушки-мотка. Під’єднавши до джерел струму котушки, спостерігайте поворот котушки-мотка навколо своєї осі. Варто продемонструвати залежність напрямку повороту котушки-мотка від напрямку струму в котушці 220 В і в котушці-мотку.

Цей дослід дозволяє також демонструвати принцип дії електромотора, вимірювальних приладів з обертовою котушкою і т.д.

Дослід 3. Вплив залізного магнітопроводу на магнітну дію котушки

Підключивши котушку 220 В до джерелу струму, як описано в попередньому досліді, установлюють магнітну стрілку на такій відстані від котушки, на якій стрілка майже не відхиляється від свого н ормального положення під час проходження струму через котушку. Потім вводять у котушку ярмо 3 і спостерігають значне відхилення стрілки.

Дослід наочно демонструє посилення магнітного поля котушки при введенні залізного магнітопроводу.

Дослід 4. Притягання електромагнітом дрібних залізних предметів

У котушку 220 В уставляють ярмо і підключають котушку до джерела постійного струму 10-20 В через реостат. Замкнувши вимикач, насипають зверху на ярмо залізні ошурки й одержують картину як на рисунку.

Дослід повторюють, кидаючи на ярмо дрібні цвяхи. При вимиканні струму цвяхи відпадають.

Дослід 5. Підсилення магнітної дії при замкнутому магнітопроводі

Н а U-подібному магнітопроводі 2 встановлюють котушку 220 В і накладають ярмо 3 шліфованою площиною на шліфовані площини магнітопроводу. Потім котушку підключають через вимикач до джерела постійного струму 4–8 В. При замиканні вимикача ярмо з великою силою притягується до магнітопроводу, що можна продемонструвати, піднявши трансформатор за ярмо. При цьому магнітопровід з котушкою утримується.

Дослід демонструє значне посилення магнітної дії при замиканні U-подібного магнітопроводу. рокладаючи між шліфованою площиною ярма і шліфованих площин U-подібного магнітопроводу тонкі прошарки паперу, можна помітити послаблення магнітної дії.

Дослід 6. Одержання індукційного струму за допомогою рухомого магнітного поля

Покладіть котушку 220 В і підключіть провідники від демонстраційного гальванометра до затискачів 220 В. Досліди проводяться в такому порядку:

А. Швидко вставляють у котушку одним яким-небудь кінцем (наприклад, північним) лінійний магніт і демонструють, що індукційний струм виникає тільки в моменти руху магніту, тобто за умови перетинання магнітними силовими лініями провідників. Потім швидко забирають магніт і демонструють, що індукційний струм має протилежний напрямок.

Б. Повторюють дослід, швидко вставивши і вийнявши магніт, але вже іншим його кінцем (наприклад, південним). Тепер напрямок струму буде протилежним у порівнянні з попереднім дослідом.

В. Демонструють відхилення стрілки гальванометра, якщо магніт цілком просунути через котушку. Спочатку вставте в котушку магніт північним полюсом, вийнявши магніт з іншого боку котушки (дослід 1). Повторіть дослід, тільки вставте магніт південним полюсом (дослід 2).

Дослід 7. Одержання індукційного струму при замиканні і розмиканні струму в первинній котушці

З бирають електричне коло з котушки 6/6 В із вставленим ярмом, джерелом струму, амперметра і вимикача. За джерело струму варто використовувати джерело живлення ВС-4-12. Досліди проводять у такій послідовності:

Розмикають вимикачем коло первинної котушки; при цьому виявляють, що в момент розмикання стрілка гальванометра відхиляється від нуля. Цей дослід показує, що, коли в первинній котушці зникає магнітне поле, у вторинній котушці індукується струм. При цьому відхилення стрілки відбувається у протилежному напрямку в порівнянні з попереднім дослідом.

Перевірку напрямку індукційного струму проводять, керуючись правилом, що у випадку зникнення чи ослаблення магнітного поля, створюваного первинною котушкою, індукційний струм у вторинній котушці буде мати той же напрямок, що й у первинній.